7.7 心灵之眼:通往世界的针孔

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  在在这一节和下一节我将会描述健壮的逻辑。它是一种解决推理问题的方法,解决了所有四种障碍 。它用一种共同的语义阐述学习和推理,保持计算的可行性,并且提供一种有原则的方法为脆性和接地的问题 。这个 能让所有问题被同时解决的设备是  一种工作记忆的定量公式 ,一种最初被认知科学家们用更少的计算术语提议的概念,我会把这种技算版本成为心灵之眼。                                               
  在思考过程中除了我们一般的长期记忆,为了将一个我们正在思考的主题的不同线索桥接在一起,我们利用一些特殊的机置的概念是认知科学的中心思想。这种机制被称作工作记忆,它与其他记忆如短期记忆、意象、注意力和意识紧密联系。它从众多角度被研究过,其中最惊人的发现之一是它是多么有限。认知心理学家乔治·米勒明确的证实了它的有限,他在他著名的论文<< 神奇的数字七加或减二>>中表示,在这个工作记忆中我们只能同时持有七个物体。心灵之眼通俗来说是相同概念。当我们思考时,我们每次通常只能意识到很少的事情。对于我们的讨论,只要回顾十九世纪博学的弗朗·高尔顿提出的以下早期自省就足够:当我忙于仔细思考每一件事的时候,过程对于我来说似乎是这样的:处于我全意识之内的任何时刻的想法似乎都能吸引他们自己的,除了我手边的很多其他想法是最合适的,但是不完全在我的意识范围内。我的大脑好像一个会客厅,全意识指挥,同时两或三个想法在听,还有一个充满或多或少相关想法的前厅,它位于完全意识范围之外。在这个前厅中,与在场厅中的想法最接近的想法似乎以一种机械性的逻辑方式被召集起来,然后轮到他们听了。
   这样一个受限的 "存在室 "或心智之眼似乎有局限性,但我认为,它在将我们的认知系统需要解决的学习任务的复杂性保持在可行的范围内,具有关键作用。
   在传统计算机中,我们有一小部分硬件投资用于寄存器,而在寄存器上存放的信息需要操作和更改。。其余的更大一部分硬件要么是存储信息,要么是移动信息。在并行计算机中,处理器和寄存器将被复制,但与通信和存储能力相比,寄存器的投资部分仍然很小。
   在生物大脑中,工作记忆可能不像今天的计算机中的寄存器那样在物理上被定位。然而,人们认为工作记忆在任何时候所包含的信息都比长期记忆的总内容少得多。通过计算字典中的相关词汇,估计人类能够识别的视觉概念数量约为30,000个。人类长期记忆的总容量可能比这大得多,因为并非所有的概念都是视觉的,而且我们可以回忆具体的事实和事件以及概念。据估计,专家知识要大得多;也许是10倍或更多。与此相反的是,乔治-米勒(George Miller)估计在短期记忆中可以代表的不同实体的最大数量是7,正负2个。
   计算机寄存器中可存储的信息量较小的计算原因有两种。首先,对寄存器进行操作所需的电路可能很复杂,比存储和通信所需的更复杂。第二,如果同时在许多寄存器上进行操作,那么就需要有一些系统的方法来组织所出现的结果的杂音,这就是并行计算的问题。
   计算机中的寄存器和大脑中的工作记忆都将信息碎片以新的组合方式组合在一起,以获得以前可能从未计算过的结果。在计算机中,我们可能希望将从计算机内存中检索的两个数字相乘。在大脑的工作记忆中,我们可能希望预测一个新的行动组合的后果,例如,看看这个组合是否有足够的希望,使我们有理由在第二天做这些行动。为了预测这些结果,可能需要从长期记忆中检索各种相关的知识片段。
   计算机寄存器面临的计算挑战同样出现在生物学中。维持工作记忆所需的电路可能很复杂,协调所有正在发生的事情的任务也可能很复杂。所有这些都限制了大脑在任何时候可以合理处理的信息量。
   我相信,这些对拥有小的工作记忆的计算要求,无论它们有多严格,都绝不是最终的限制。更严重的限制是,大脑不仅需要计算,还需要学习。心灵之眼视野的狭小是让世界变得可学习的关键。我们一次关注的信息越多,从中提取规律的任务就越复杂。显然,7(正或负2)在范围和效率之间取得了有益的平衡。让我们的意识从这么小的缝隙中流过,可以起到允许学习的作用。
   拥有一个小小的心眼迫使我们只能通过针孔来有效地观察世界。在世界及其巨大的复杂性和我们的记忆及其高度复杂的内容之间,存在着这个非常有限的关注领域。因此,我们被迫小心翼翼地操纵这个有限的领域。我们会选择下一步将目光投向哪里,下一步会思考到什么,以及我们长期记忆中的哪些知识会影响我们的想法。做出这些选择是具有挑战性的,因为,正如我们不得不假设的那样,它们也将建立于于我们头脑中有限的可用信息量的基础上。